玻璃陶瓷也稱微晶玻璃或微晶陶瓷，是20世紀50年代初發展起來的新型無機結晶材料，它以較高的機械強度和硬度、良好的化學穩定性等優異性能而著稱。更由于這種新型無機材料

不老化變質，長期存放于人體組織內無刺激和不良反應，因而近年來，國內外科學工作者對玻璃陶瓷材料在醫學領域中的應用進行了深入研究。

1.玻璃陶瓷的分類

將加有成核劑的（也有不加的）特定組成的基礎玻璃在一定溫度下熱處理后，就得到具有微晶體和玻璃相均勻分布的復合材料，稱之為玻璃陶瓷。

玻璃陶瓷的分類按基礎玻璃組成可分為硅酸鹽、鋁硅酸鹽、硼硅酸鹽、硼酸鹽及磷酸鹽五大類。

2.玻璃陶瓷的生產工藝

玻璃陶瓷的生產工藝過程隨產品的種類不同，具體的工藝制度也各有特點，其基本的工藝過程大致如下：

配合料制備→玻璃熔融→成型→加工→結晶化處理→再加工玻璃陶瓷的生產關鍵在晶化處理階段：第一階段為成核階段，第二階段為生長階段，這兩個階段有密切的聯系。在第一階段必須充分成核，在第二階段控制晶核的生長。

玻璃陶瓷的析晶過程由3個因素決定：①晶核形成速率；②晶體生長速率；③玻璃的粘度。這3個因素都與溫度有關。

玻璃陶瓷的結晶速度不宜過小，也不宜過大，有利于對析晶過程進行控制。

為了促進成核，一般要加入成核劑。一種成核劑為貴金屬，如金、銀、鉑等離子，但價格較貴；另一種是曾通的成核劑，有TiO2、ZrO2、P2O5、V2O5、Cr2O3、MoO3、氧化物、氟化物、硫化物。當然，對生物陶瓷的成核劑選擇還應考慮是否有毒性。

3.玻璃陶瓷的結構與性能

玻璃陶瓷是由結晶相和玻璃相組成的，無氣孔，不同于玻璃也不同于陶瓷。結晶相是多晶結構，晶體細小，比一般結晶材料要小得多，一般小于1~2μm，晶相含量一般為50%~90%，玻璃相含量一般為5%~50%。玻璃陶瓷中結晶相、玻璃相分布的狀態隨它們的比例而變化。

玻璃相的比例大時，則玻璃相為連續的基體，而彼此孤立的晶相均勻地分布在其中；如玻璃相的數量較少時，玻璃相分散在晶體網架之間，呈連續網絡狀；當玻璃相數量很少時，它就以薄膜的狀態分布在晶體之間。

玻璃陶瓷的性能，主要由析出晶體的種類、晶粒大小、晶相的多少以及殘存玻璃相的種類及數量所決定。而上述諸因素又取決于玻璃的組成及熱處理制度。此外，成核劑的使用是否適當，對玻璃的微晶化起著關鍵的作用。

具有不同主晶相的玻璃陶瓷在其性能方面（如化學穩定性、膨脹系數等）都會有很大的差別。如主晶相為堇青石（2MgO·2Ai2O3·5SiO2)的玻璃陶瓷，具有良好的高頻絕緣性能；主晶相為β-石英固溶體的玻璃陶瓷，具有膨脹系數低和較高的透明性能。若要制造有特殊性能要求的玻璃陶瓷時，就必須控制主晶相的種類。

主晶相的晶粒大小對玻璃陶瓷的力學性能、光學性能等都有影響，在一定的尺寸范圍內，玻璃陶瓷的強度也與晶粒大小有關。

此外，在玻璃陶瓷中晶相的含量也影響著材料的性質，而且晶相的含量對性質的影響起決定性作用。玻璃的性質和數量對玻璃陶瓷的性質（如機械性質、熱學性質）也都有一定的影響。化學穩定性、熱穩定性等在一定條件下取決于玻璃相的性質和數量。玻璃相的存在是玻璃陶瓷淬火強化的先決條件。當玻璃相的膨脹系數大于晶相，其數量超過15%~20%時就可以通過淬火使玻璃得到強化。

玻璃陶瓷具有許多優良的性能，如具有較高的機械強度，玻璃陶瓷的機械強度比一般玻璃高很多，抗壓強度為0. 59~1. 02GPa,抗彎強度為88. 2~220. 5MPa,抗張強度為49~137.2MPa,特殊的或增強的玻璃陶瓷抗彎強度高達411. 6~548. 6MPa。

玻璃陶瓷的硬度很高，具有突出的耐磨性能。其硬度高于高碳鋼、花崗巖，接近淬火工具鋼的硬度。其維氏硬度值為5. 9~9. 3GPa。

玻璃陶瓷的彈性模量一般為88~98GPa,泊松比為0. 25~0. 29。

玻璃陶瓷耐強酸、強堿性能高于一般玻璃。例如以β-鋰輝石為主晶相的玻璃陶瓷在90℃時與15%HCI作用，經24h后，其侵蝕量為0. 02%~0. 03%。